Маленькие секреты больших открытий

Не менее часто, чем между учеными и изобретателями, разгорались споры между историками науки и техники по поводу того, кому же все-таки принадлежит приоритет на то или иное важное изобретение? Вроде бы спорить не о чем, патент выдан, но всегда ли тому, кто его заслужил? Справедливый вердикт вынести было трудно, иногда просто невыгодно, и потому, при обращении к первоисточникам, сплошь и рядом сталкиваешься с одним и тем же повторяющимся сюжетом: имя пионера науки бесследно мучает из памяти рода людского, а те, кто шагал за ними, превозносятся как первооткрыватели. Понятно, что над такими счастливчиками, получившими всеобщее признание, уже при жизни витала громкая слава, обеспечивающая почет и значительное богатство.

Чем же объяснить постоянство подобных перекосов? Случайным стечением обстоятельств, неспособностью оценить открытие, которое опередило свое время, консерватизмом властей или же какими-то иными причинами, нарушающими закономерный ход развития науки и препятствующими объективному взгляду на событие. Что или что бесцеремонно распоряжается судьбами тех, кто служит своим творчеством человечеству? Одна из причин кроется в психологии личности самих творцов. Когда, например у людей, проложивших, благодаря своим исключительным дарованиям, первые тропинки в науку, начисто отсутствовали деловая хватка и собранность, либо им не доставало сил на последний завершающий шаг. Подобных примеров в истории науки хоть отбавляй. Один исследователь слишком устал, другой понадеялся на "авось", третий неожиданно для себя увлекся проблемой, ничего не имеющей общего с предыдущими изысканиями. А идеи уже подхватили, прокрутили так, что их осталось только оформить, облечь в совершенные одежды и, показав научный товар "лицом", выгодно продать, проявив при этом недюжинную инициативу, нередко авантюрного толка.

На протяжении столетий "везунчикам" задавали лобовой вопрос: почему первыми стали они, а не те, кто эти идеи генерировал? В чем подоплека их доминирующего положения над коллегами-неудачниками? Чтобы прояснить ситуацию, давайте приоткроем двери, ведущие в святая святых — природу творчества. Итак, как же выглядят творческие мастерские созидателей, если с них сдернуть пелену таинственности и загадочности? Какими муками мучаются сами творцы? Какова она, психология научного творчества, ведущая к открытиям?

Известный английский химик Уильям Рамзай, первооткрыватель гелия, получивший в итоге в 1904 году за гелий Нобелевскую премию, по этому поводу высказался так: "Поиски гелия напоминают мне поиски очков, которые старый профессор ищет на ковре, на столе, под газетами и, наконец, находит у себя на носу". Многие знают, как мучительно трудно искать запропастившиеся куда-то очки. Аналогичные чувства приходят к ученому, которому кажется, что до открытия почти рукой подать, что оно где-то близко, рядом, но притаилось, желая поиграть с ним в "прятки". Подобное состояние, наверное, испытывал любой одержимый научной идеей человек. И если этому человеку после бесконечного хождений вокруг да около проблемы повезет найти, наконец, решение и "очки" обнаружатся на собственном лбу, то можно сказать, что он совершил нечто гениальное.

Умение придать значение, казалось бы, совсем ничего не значащим деталям, не пропустить ни одного мало-мальски существенного факта или случайного явления, вроде бы и не имеющего прямого отношения к целям исследовательской работы, — это тоже своего рода аванс на открытие.

Американский химик Уильям Хиллебранд, исследуя в 1888 году ураносодержащую руду, заметил, что при ее контакте с сильными кислотами выделяется какой-то химически неактивный газ. Кропотливо и дотошно проанализировав свойства этого странного газа, Хиллебранд решил, что им является азот. Он настолько был убежден в верности своего предположения, что не придал особого значения явному несоответствию спектральных линий "азота" с указанными в справочниках. Будь он внимательнее и не прохлопай эту "мелкую деталь", то, скорей всего, первым бы обнаружил гелий, упредив Рамзая, который, ознакомившись с опытами Хиллебранда, воспроизвел их и, расшифровав спектральные линии "неактивного газа", открыл вместе с гелием новый класс химических инертных газов: аргон, неон, криптон и ксенон. Именно открытие этих газов-"бездельников", составивших так называемую нулевую группу периодической таблицы Менделеева, обеспечило очередной прорыв химии в будущее.

Любопытно, что помимо Хиллебранда в историю с гелием "вписался" еще один неудачник, который буквально "держал в руках" новый элемент, экспериментировал с ним, но завороженный журавлем в небе, так и не понял, какую крупную синицу упустил. Этим простофилей был уже знакомый нам Генри Кавендиш, чье богатое научное наследие надолго застряло в архивах науки. Никто из последующих поколений исследователей так и не обратил внимание на обнаружение Кавендишем газа, "который почему-то не удалось соединить с кислородом". Так что открытие новою химического элемента уже в незапамятные времена стучалось в ворота науки, но они, к сожалению, так и остались наглухо закрытыми.

Очень переживал, что упустил подвернувшийся случай сделать великое открытие, австрийский физик Феликс Эренгафт. В 1910 голу американец Роберт Милликен, повторив эксперименты, проведенные Эренгафтом, получил блистательные результаты, давшие возможность определить заряд электрона. Эренгафт долго не находил себе места и постоянно сетовал: "Если бы у меня была милликеновская терпеливость и элементарная дотошность в измерении погрешностей полученных данных!" Услышав вздохи Эренгафта, видный аэродинамик Теодор фон Карман решил его успокоить: "Видимо, здесь сказались совсем другие обстоятельства и, в первую очередь, полученное в детстве воспитание. Если отец Милликена, будучи пастором, внушал своему сыну поиск красоты и гармонии в мире, то ваш отец-врач вызывал в вас с детства ощущения беспорядочности и хаотичности мироздания". Забавные существа эти ученые, не правда ли?

Как известно, современные представления о строении атома связаны с именем Эрнеста Резерфорда, который в 1913 году простым и гениальным способом получил экспериментальные данные, подтверждающие строение планетарной модели атома, крошечные электроны которого снуют вокруг массивного ядра. Но один из многочисленных парадоксов науки состоит в том, что в течение добрых десяти лет, начиная с 1903 года, японский физик Ханторо Нагаока неизменно твердил то же самое, что и Резерфорд, однако его рассуждения ученый мир даже не подумал воспринять всерьез… Как же не понять негодования Нагаоки, фактически обогнавшего Резерфорда, но оставшегося в отличие от него "с носом". Когда же по этому поводу заговорили с Резерфордом, тот походя обронил ставшую потом крылатой фразу: "Мало быть всегда на гребне волны, надо еще поднимать эту волну". Мысль, как нельзя, точна. Безусловно, стремление пребывать лишь "на гребне волны" несовместимо с истинной целью науки — вечным поиском истины, которую необходимо не только искать, но и находить. В этом поиске задействованы миллионы, а "поднимают волну", как правило, единицы. Хотя желающих обустроиться на гребнях волн, ими не поднятых, хоть отбавляй.

Надо заметить, что Резерфорд вообще был мастер на всякие утонченные метафоры и колкости. В другой раз, когда его попросили дать для одного популярного журнала "показательное" интервью о личных успехах в физике, ученый наотрез отказался от разговора на эту тему, сопроводив это фразой: "Что тут писать? Здесь речи всего на две строчки, выражающие одну мысль, что физики-теоретики ходят хвост трубой, а мы, экспериментаторы, время от времени заставляем их сызнова поджимать хвосты".

Творческие удачи Резерфорда близко его знавшие ученые объясняли по-разному, но сходились в одном. Резерфорду на самом деле удалось поднять огромную волну в развитии физики, благодаря фантастической энергии, неистощимому энтузиазму и творческому дерзанию. У него-то как раз была необходимая творцу деловая хватка. Недаром в ученых и студенческих кругах за Резерфордом закрепилось прозвище "Крокодил". Один из его преданных учеников, советский физик Петр Леонидович Капица, работавший долгие годы в Кембридже, при строительстве собственной лаборатории даже потребовал от мастеров входную арку здания соорудить в форме крокодила. Непонимавших его "чудачества" Капица сдержанно поучал: "Крокодил похож на научное продвижение. Он стальными челюстями перемалывает все то, что встречается на пути и никогда не поворачивает назад".

Именно своей интеллектуальной одержимостью и способностью перемалывать острым умом колоссальное количество проблем, отметая все ненужное, истинный ученый резко отличается от случайно забредших в науку люден. Он внутренне свободен, он раскован в мыслях, он действует без всякой оглядки на стереотипы и авторитеты. Людям с такой "крокодильей" позицией суд истории обычно и отдает предпочтение в распределении приоритетов, хотя, возможно, кто-то в чем-то в самом начале научной судьбы их и опережал.

Отсюда вывод: пионерские достижения и даже широкая эрудиция сами по себе еще ничего не означают. Впрочем, как и потенциальные возможности быть впереди. Их надо уметь реализовать, и только тогда твое имя будет вписано золотыми буквами в историю науки и техники. Многие исследователи еще до Вильгельма Конрада Рентгена стояли на пороге сенсационного открытия всепроникающих лучей, но, не сумев распорядиться своими исследованиями должным образом, так и не достигли всемирной славы. Или взять Дмитрия Ивановича Менделеева. Кто только не пытался найти закономерности между различными химическими веществами? Английский химик Джон Ньюлендс и немецкий химик Лотар Мейер вообще чуть ли не впритык подошли к идее, которая потом гениально была высказана великим русским химиком. И лишь когда состоялись открытия Рентгена и Менделеева, "проснулись", оценив важность и правильность своих предположений. Да только было уже поздно, и поезд, как говорится, ушел.

Что же нужно, чтобы перерезать на эстафетной дорожке науки финишную ленточку? Незаурядная гибкость и оригинальность мышления, наблюдательность, умение переключаться на более перспективные идеи и способность пробивать научную проблему, не щадя лба. Талантливый Ньюлендс споткнулся, например, на том, что на какой-то момент утратил веру в идею, которой себя посвятил. Из-за излишнего тщеславия опоздал с открытием Х-лучей немецкий физик Филипп Ленард, раздосадованный "неожиданным" успехом Рентгена и до конца жизни старавшийся тому напакостить. А за что? Да за свою же недальновидность!

Ерепенился и качал свои права на Х-лучи, справедливо названные рентгеновскими, Ленард совершенно зря. То, что он использовал в своих лабораторных опытах круксовые трубки, служащие источником испускания катодных лучей, факт неоспоримый. Но эти трубки задолго до Рентгена с тем же успехом применяли в экспериментах и сам Крукс, и ряд других физиков. Но только гениальный ум Рентгена заметил еще одно излучение, определил:>а ним будущее и, вцепившись в проблему мертвой хваткой, переворотил по сути всю физику. Наблюдавшие то же "таинственное" излучение, что и Рентген, Крукс и Ленард, безусловно, могли также заняться его изучением и открыть Х-лучи раньше, однако оба поберегли свои мозговые полушария и не стали их напрягать, дабы двинуться дальше и не ограничиться одной стороной вопроса. Ленард вообще исходил от зависти на "нет": очень уж хотелось вслед за одной Нобелевской премией (за исследование катодного излучения, 1905 г.) ухватить и вторую, за открытие X-лучей. Поэтому изворачивался, темнил, порочил Рентгена на всех углах и, дай ему волю, с наслаждением прожег бы его могучий лоб этими самыми лучами. Его безнравственность превзошла все допустимые границы в научном "киднеппинге". Правда, когда "мудрость темнит, невольно высвечивается беспросветная глупость".

Несмотря на гнусные нападки и продуманно организованную травлю Ленардом и его окружением, Рентген все-таки отвоевал свое детище у похитителей и сумел отстоять право на приоритет, сломив сопротивление всех властных структур.

Кстати, когда Рентгена в 1896 году, уже в пик его славы, сотрудники одного американского научного журнала спросили, о чем он подумал в момент открытия лучей неизвестной природы, Рентген сказал: "Я исследовал, а не думал". Интересно, что аналогичный ответ на подобный вопрос получил от выдающегося русского химика Д.И. Менделеева петербургский репортер: "Что я думал? Да я тридцать лет над этим работал!"

С самого начала рентгеновским лучам катастрофически не везло. Наблюдая странное излучение еще до В.К.Рентгена, его соотечественник Ф.Э.А. Ленард, а затем английский физик У. Крукс (изобретатель той самой трубки, благодаря которой Рентген сделал свое открытие) не приняли его всерьез и посчитали капризом аппаратуры.

Похожая история произошла, кстати, и с гамма-лучами, а точнее, с радиоактивностью в целом. Один из родоначальников фотографии, Ж.Н. Ньепс почти за сорокалетие до A.A. Беккереля заметил неожиданно возникшее потемнение на только что изобретенной им фотопластинке, которое создавали соли урана, и, раздосадованный, выбросил уникальный образец… в мусорное ведро.

Рентген интуитивно поступил иначе. Получив Х-лучи, он сразу же обнародовал сделанный с их помощью снимок, где была изображена кисть руки с просвечивающими суставами и обручальным кольцом на пальце. Рука принадлежала супруге ученого, по чистой случайности заглянувшей в лабораторию мужа во время его опытов.

И что же? Проникающие свойства необычных лучей вызвали в обществе волну возмущения. Ведь на сомнительных снимках человеческие органы представали глазам не просто обнаженными, а в каком-то извращенном виде: вывороченные ребра, искривленные руки и ноги…

Однако профессор, вопреки упрекам в безнравственности, упорно продолжал демонстрировать все новые и новые "неприличные" пленки, возбуждая к ним пусть и нездоровое, но все-таки любопытство. В конце концов под вопли общественности, требующей прекратить дальнейшие исследования Х-лучей, Рентгену в 1901 году была присуждена за них… Нобелевская премия.

Словом, костяная рука сыграла науке на руку, создав ценному открытию заслуженную сенсацию. Как говорится, лишняя реклама — делу не помеха.

Почти в тех же самых словах раскрыл суть своей натуры, осаждаемый прессой после присуждения ему Нобелевской премии американский химик-органик Берне Вудворд: "Я думаю, и нередко очень долго и мучительно напряженно, перед постановкой очередного исследования. К примеру, чтобы прийти к идее синтезирования витамина В12 я ее предварительно обдумывал лет а> двадцать". "Что же получается, — прервал Вудворда один из присутствующих на церемонии коллег, — что синтез хинина вы еще задумали, будучи семилетним сорванцом?" Пути гениев и вправду неисповедимы. Ведь хинин Вудворд синтезировал в 1944 году, т. е. в возрасте 27 лет!

"Всю жизнь" думал о теории всемирного тяготения Исаак Ньютон, передавший свое творческое состояние так: "Я кажусь самому себе мальчиком, играющим у моря, которому удалось найти более красивый камешек, чем другим; но океан неизведанного лежит передо мной".

Искать, исследовать, подобно Рентгену, а не мечтать о всемогуществе, как Ленард, — ют чем должен заниматься подлинный ученый, принимаясь за новую научную работу. Подумайте сами, кто должен был заслужить благосклонность Фемиды и получить в приоритетной борьбе признание за глобальное открытие в химии: Менделеев, глубоко разобравшийся в хаосе материалистического мира, или Ньюлендс с его расплывчатыми формулировками и умозаключениями.

Только перед всеобъемлющим взором "одержимых" и "озаренных" природа раскрывается во всей полноте, подавая им через особые "каналы связи" недоступные восприятию "нормального" человека сигналы, поступающие из неизведанного, таинственного и неосвоенного сознанием мира.

Прохаживаясь по лабораториям "посвященных", подмечаешь многие особенности в характерах ученых и складе ума, которые так или иначе способствовали удачам в их творческой судьбе. Открытие нового явления, некой закономерности или создание технической новинки обычно легко давалось тому исследователю, чье мышление было готово к смелым научным порывам, а психологическая инертность внутренне преодолена. Им удавалось главное — не попасть в плен малозначащей идеи, не начать носиться с ней, как с писаной торбой, в полной мере осознать перспективы и практическую пользу задуманного, т. е. сделать все, чтобы работа не ограничилась творческим актом единовременного ха-А актера, а привела в конечном итоге к грандиозному открытию. Понимали гении и другое: когда открытие состоялось, необходим факт его социального признания, нужны четкая научная аргументация и неопровержимые доводы, что обнаруженный закон или явление действительно содержит в себе новизну.

Нагаока, хотя и выдвинул смелую идею о планетарной структуре строения атома по аналогии с Сатурном, но она так и осталась всего лишь блестящей научной гипотезой. Выступая в начале века на заседании Токийского физико-математического общества, а затем отдав статью в специальный научный журнал, которая стала предметом обсуждения Лондонского Королевского общества, Нагаока представил свою "модель" следующим образом: "Атом состоит из большого числа частиц одинаковой массы, расположенных по кругу через равные угловые интервалы и взаимно отталкивающихся с силой, обратно пропорциональной расстоянию между ними. В центре круга помещается тяжелая частица, которая притягивает другие частицы, образующие кольцо, по тому же закону". При этом в конце статьи японский ученый сделал прозорливый вывод, повторенный уже много лет спустя Резерфордом: "Рассмотренная система будет реализована, если по кольцу разместятся электроны, а положительный заряд в центре". Но взять "быка за рога", т. е. раскрутить идею до конца, он так и не смог.

О планетарной структуре атома подозревал задолго до Нагаоки и Резерфорда немецкий физик Вильгельм Вебер. В 1871 году, оттолкнувшись от предположения о существовании "сверхлегкой заряженной частицы" (электрона. — С.Б.), он построил первую электронную модель атома. Но и эта мысль на открытие не потянула. Только Резерфорд пошел дальше, найдя в этой идее сокровенное зерно. Он поставил гениальный по простоте эксперимент, пропустив альфа-частицы через тонкую металлическую фольгу. Заметив, что некоторые из них "пасуют" перед препятствием и отбрасываются обратно, он стал размышлять, чем такое явление может обусловливаться. Да, только наличием в структуре атома тяжелого положительно заряженного ядра, которое располагается в самом центре. Вывод с данными опыта не расходился, планетарная модель атома была "раскусана" до конца, и поэтому это открытие заслуженно принадлежит Эрнесту Резерфорду, а не Веберу или Нагаоке.

По тем же причинам (индивидуального свойства) Резерфорд вышел на протон и теоретически обосновал существование нейтрона и дейтрона как элементарных частиц. А вот немецкий физик, ученик Рентгена, Макс Вин, при изучении в 1902 году искровых разрядов и впервые обнаруживший протон как газоразрядный водородный ион, дал промашку, не распознав в нем живую частичку атома.

В 1908 году за "исследования по расщеплению элементов и химии радиоактивных элементов и веществ" Резерфорд был удостоен высокой награды — Нобелевской премии. Это решение застало великого физика врасплох. "Я имел дело со многими превращениями в природе, но такого сиюминутного перевоплощения меня из физиков в химики вряд ли удалось бы предвидеть", — обронил он. Обидно, что Нобелевский комитет забыл при этом о Фредерике Содди, одном из "пионеров" радиоактивности, который рука об руку с Резерфордом занимался проблемой радиоактивного распада. Спустя 11 лет ошибка была исправлена: Содди вручили причитающуюся ему часть средств Нобелевского фонда, в том числе "за его вклад в изучение химии радиоактивных соединений". Великой радости от этого запоздалого решения Содди, конечно, не испытал. Но, как говорится, лучше поздно, чем никогда.

А вот что независимо от Резерфорда и Содди явление радиоактивности как самопроизвольный распад атомов рассматривал в 1903 году наш соотечественник, основатель советской школы физико-химиков, Николай Николаевич Бекетов, мало кому известно и до сих пор. И, может быть, даже закономерно, что при всех обстоятельствах именно Резерфорд остается звездой первой величины. Ведь это именно он разработал совместно с Содди теорию радиоактивных превращений, осуществил неподдававшуюся другим искусственную ядерную реакцию, получив кислород из азота (1919 год).

Рассматривая психологические аспекты исследований, связанных с радиоактивностью, нельзя обойти вниманием спорные приоритетные вопросы, касающиеся непосредственно самого открытия этого явления — спонтанного самопроизвольного превращения нестабильных атомных ядер в ядра других химических элементов, связанного с радиацией. После того, как французский физик Беккерель в 1896 году при изучении солей урана совершенно случайно открыл радиоактивность, не ставя это задачей своего исследования, выяснилось, что явление радиоактивности наблюдал еще один великий француз, один из изобретателей фотографии Ж.Н. Ньепс. Вышел он на него тоже волей случая, но ему не хватило какой-то малости, чтобы распознать природу урана целиком. Когда этот факт стал известен историкам, о работах Ньепса заговорили, их значимость стала намеренно преувеличиваться, каждый стремился "отрыть" в ньепсовских трудах то, чего они никогда не содержали. Но как ни велика была жажда сотворить из Ньепса первооткрывателя естественной радиоактивности, утолить ее не пришлось. Это открытие было в соответствии с исторической правдой закреплено за Анри Беккерелем и супругами Кюри, удостоенными за совместную работу в 1903 году Нобелевской премии. Пожалуй, если при перелистывании исторических хроник взять да подсчитать число случайных открытий в науке, то оно скорее всего уравновесится числом случайных "неоткрытий", но вот обнаружить здесь некую причинно-следственную связь не под силу даже самым прославленным "детективам" науки. Как действительно определить, случайно ли открытие Беккереля и не случайно ли "неоткрытие" Ньепса? Может, собака снова зарыта в психологии научного творчества? В этом попытались разобраться участники собранной в 1913 году в Париже специальной конференции, но воз, как говорится, и ныне там. Найти удобоваримый ответ никому не удалось.

Что и говорить, выловить из пучины нахлынувших на общество идей настоящие жемчужины дано далеко не каждому. "Я любила поиски ради них самих, — писала как-то Ирен Жолио-Кюри. — Есть некоторые незначительные опыты, которые доставили мне удовольствия больше, чем те, что сулили громкие успехи". Природа всегда оставалась верна самой себе. Она одаривала мыслителей той же монетой, что они сами чеканили, беспощадно наказывая тех своих избранных, которые не полностью или вхолостую расходовали свои творческие возможности.

Чарльз Роберт Дарвин в "Записных книжках" рассуждал: "Что делает человека открывателем неизвестного? Многие люди, которые очень умны, намного умнее, чем открывшие новое, но они никогда ничего не сотворили". Первооткрыватели в отличие от особо "умных" ученых, как точно подметил Дарвин, сперва испытывают страстное желание понять и разъяснить все, что подвержено наблюдению, а поняв, выводят общие для природы законы. Вспомним образ резерфордовского "крокодила", который своими челюстями жадно перемалывает все, что попадается ему на глаза. Неиссякаемая любознательность, всеобъемлющий интерес к новым проблемам наряду с избирательным подходом к решению конкретной научной задачи, упорядоченность мышления — вот далеко не полный перечень характерных черт, которые указывают на неординарность исследователя и его способность к совершению научного переворота. Только одной усидчивостью, скрупулезным накоплением знаний и соблюдением незыблемых законов и про вил, принятых в ученом кругу, никаких высот в научном творчестве, конечно, не взять. Как ни крути, чаще всего подлинного триумфа достигают люди с чудачествами, "завихрениями", теми своеобразными и неповторимыми свойствами натуры, которые и возводят их в ранг гениев. Не зря французский мыслитель эпохи Средневековья Мишель Монтень говорил, что "мозг, хорошо устроенный, стоит больше, чем мозг, хорошо наполненный".

Увидеть то, мимо чего многие "проскочили", взглянуть на знакомое с совершенно новых позиций, не посчитаться с условностями и жесткими схемами, сосредоточившись на собственном внутреннем мире способен не каждый, даже многопланово одаренный человек. И как же обидно, что столько замечательных и бесценных открытий погибли втуне из-за отсутствия у исследователей хотя бы одного из этих ценных качеств.